中职计算机组装与维护讲义:主机(主板、CPU、内存)

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2024年3月30日发(作者：)

第一章 主 机

第一节 主板

知识梳理

主板，又叫主机板、系统板或母版；主板的平面是一块PCB（印

刷电路板），一般采用四层板或六层板。

一、主板分类

按照主板板型划分：ATX（标准型30.5cm×21.8cm）、Micro-ATX

（M-ATX紧凑型）、Mini-ITX（ITX迷你型）、加强型；

按照主板结构划分：AT主板、Baby AT主板、ATX主板（就像把

Baby AT主板横过来放置）和BATX主板等。期中AT主板和Baby AT

主板已经被淘汰，目前主流为ATX主板，BATX主板是ATX主板的改

进型，它使用窄板设计，使部件布局更加紧凑。

二、主板构成

1. 主要芯片

（1）南北桥芯片：

CPU插座旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片，其主要功能是通

过前端总线与CPU进行教据交换，主要负责处理CPU、内存、显卡三

者间的“交通”，由于发热量较大，因而需要散热片散热。南桥多位

于PCI插槽的上面，与BIOS芯片相通，主要负责对外部设备数据的

传输和处理，同时管理IDE设备，DMA通道控制、对AC97音频数据

的处理，以及对网络接口、USB接口的控制和电源管理等。南桥和北

桥合称芯片组，芯片组是主板的核心，在很大程度上决定了主板的功

能和性能，芯片组以北桥桥芯片为核心，一殷情况，主板的命名都是

以北桥的核心名称命名的。

（2）BIOS芯片：

BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）全称

是ROM-BIOS，属于ROM（只读存储器）。为电脑提供最低级最直接的

硬件控制的程序，它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽，BIOS

中主要存放：POST加电自检程序；CMOS设置程序；系统自举装载程

序；主要I/O设备的驱动程序和中断服务。目前大多采用Flash ROM

作为存储介质，常见品牌；Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS。

（3）CMOS芯片：

CMOS（互补型金属氧化物半导体）属于RAM（随机存储器），其

主要作用是用来存放BIOS中的设置信息。

（4）RAID控制芯片：

RAID，中文简称为廉价磁盘冗余阵列。简单地说，RAID是一种

把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘

组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备

份技术。

2. 主要插座及插槽

（1）CPU插座：主要有Socket（针脚式）和Slot（插槽式）两种类

型。

（2）内存插槽：SIMM（单列直插内存模块）和DIMM（双列直插内存

模块），目前大都为DIMM；“Dual Channel”表示主板支持双通道模

式。

（3）PCI插槽：多为白色，可以插上Modem、声卡、网卡、显卡等设

备。目前广泛采用的是32-bit、33MHz的PCI总线，64bit的PCI插

槽更多是应用于服务器产品。

（4）AGP插槽：通常为褐色（目前已淘汰）。

（5）PCI Express（PCI-E）插槽：PCI-E采用点对点串行连接，根

据总线位宽不同而有所差异，包括X1、X4、X8以及X16。PCI-E ×1

的250MB/秒传输速度已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储

设备对数据传输带宽的需求，PCI-E×16，能够提供5GB/s的带宽，

用于接显卡，PCI-E也支持高阶电源管理，支持热插拔，支持数据同

步传输。

3. 主要接口

1

（1）IDE接口：也称之为ATA接口或PATA接口；ATA66以上用

80芯IDE排线。

（2）COM接口（串口）：作用是连接串行鼠标和外置Modem等设

备。

（3）PS/2接口：PS/2仅能用于连接键盘和鼠标。一般情况下，

鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色。

（4）USB接口：USB接口最大可以支持127个外设，并且可以独

立供电，其应用非常广泛。USB接口可以从主板上获得电流，支持热

插拔，真正做到了即插即用。一个USB接口可同时支持高速和低速

USB外设的访问，由一条四芯电缆连接，其中两条是正负电源，另外

两条是数据传输线。USB2.0传输速率480Mbps。USB3.0传输速率可

达5Gbps，USB3.1Gen2传输速率可达10Gbps。

（5）LPT接口（并口）：有SPP（标准并行接口）、EPP（增强并

行接口）、ECP（扩展并行口）三种标准，一般用来连接打印机或扫描

仪。

（6）MIDI接口：声卡的MIDI接口和游戏杆接口是共用的。

（7）SATA接口：SATA的全称是Serial Advanced Technology

Attachment(串行高级技术附件，一种基于行业标准的串行硬件驱动

器接口)，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/sec，Serial

ATA 2.0的数据传输率达到300MB/sec，Serial ATA 3.0将实现

600MB/sec的最高数据传输率。

（8）电源接口：目前ATX主板采用了双12V供电设计，主板的

电源接口就从传统的20PIN升级为24PIN,兼容传统的20PIN电源，

多出的4PIN主要是为PCI-E显卡供电的。

4. 其他

（1）前置面板接头：Power SW(电源开关)、Reset SW(复位开关)、

Power LED(电源指示灯)、(硬盘指示灯)、Speaker(喇叭)。

（2）电池：用来维持系统CMOS的内容和系统时钟的运行。

三、常见品牌

华硕（ASUS）、微星（MSI）、技嘉（GIGABYTE）、华擎（ASROCK）

等。

知识体系

1. 主板的构成

（1）芯 片：

（2）扩展槽：

（3）接 口：

（4）其 他：

2. 主板的选购原则

（1）先选CPU，再选主板芯片组；

（2）升级潜力；

（3）兼容性；

（4）稳定性；

（5）选大板，尽量不要选小板；

（6）扩展插槽数量；

（7）售后服务。

3. 主板常见故障

（1）开机无显示的故障

（2）与主板驱动程序有关的故障

（3）接触不良、短路等引起的故障

（4）和主板电池有关的故障

（5）兼容性问题引起的故障

（6）主板电容失效

（7）BIOS受损

第二节 CPU

知识梳理

CPU包括运算器和控制器（或CPU包括运算逻辑部件、寄存器部

件和控制部件等）。

1. CPU的接口（封装形式）

Intel的CPU：LGA 1151、LGA1156、LGA 1155、LGA 1366、LGA 2011、

LGA 1150

AMD的CPU：Socket AM2AM2+、AM3AM3+、FM1、FM2、AM4

2. CPU的性能指标

（1）频率

分主频、外频、倍频、前端总线(FSB)频率。

主频即时钟频率，主频=外频×倍频；

外频是CPU的基准频率，外频决定着整块主板的运行速度；

倍频是指CPU主频与外频之间的相对比例关系；

FSB是指CPU与北桥芯片之间的数据传输总线，前端总线(FSB)

频率（即总线频率）直接影响CPU与内存直接数据交换速度，数据带

宽=（总线频率×数据带宽）/8。

（2）字长

CPU在同一时间能一次处理的二进制数的位数叫字长，目前有32

位和64位。

（3）缓存

常分为L1 Cache(一级缓存)、L2 Cache(二级缓存)、L3 Cache(三

级缓存)。（缓存工作原理：

读取文件数据的顺序：一级缓存→二级缓

存→三级缓存→内存

）

（4）制造工艺

制造工艺是指芯片内电路与电路之间的距离，越小越先进。

（5）内核和I/O工作电压

一般制造工艺越小，内核工作电压越低，通常CPU的核心电压小

于等于I/O电压。

（6）扩展指令集

Intel的MMX、SSE、SSE2、SEE3,SSE4和AMD的3DNow!等都是

CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体；图形图象和Internet

等的处理能力。

知识体系

1. CPU常见接口（封装形式）

存和显示内存（显存）；另一种是Static RAM(SRAM,静态随机存取存

储器)，其结构相对较复杂、造价高、速度快，所以一般SRAM多应用

于高速小容量存储器中，如Cache。

ROM：即只读存储器，ROM中保存的数据在断电后一般不会丢失，

目前其常用于主板和显卡BIOS芯片中。常分为：MROM(掩模式只读存

储器)、PROM(可编程序只读存储器)、EPROM(可擦可编程序只读存储

器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)。

二、根据内存的工作方式，目前常见的有DDR、SDRAM、DDR2、

DDR3、DDR4等几种

位宽为64bit，DDR SDRAM工作电压为2.5V,具有184pin,DDR2

内存具有240pin,工作电压为1.8V。DDR3内存具有240Pin,工作电压

为1.5V。DDR4内存具有288或284Pin,标准工作电压1.2V。

三、内存条的技术指标

1. 存储容量

内存容量是指内存存储单元的数量，单位是字节(Byte),常用的

是KB、MB和GB。

2. 存取时间

内存芯片的存取时间是内存的另一个重要指标，单位以纳秒(1

-9

ns=10s)来度量，常见的有6 ns、7 ns、8 ns等几种，相应在内存

条上标为-6、-7、-8等字样，显然数值越小意味着内存的存取速度

越快。

3. 存储周期

即两次独立的存取操作之间所需的最短时间。

4. CAS的延迟时间

5. ECC校验

6. 数据位宽度和带宽

数据位宽度是指内存在一个时钟周期内可以传送的数据的长度，

单位为bit；内存带宽则是指内存的数据传输速率，内存带宽=内存

最大主频×位宽/8（位宽一般为64bit)。

知识体系

1. 内存分类

（1）RAM

①SRAM 中文

②DRAM 中文

（2）ROM

（1）Intel：

①ROM 中文

（2）AMD：

②PROM 中文

2. CPU的性能指标

③EPROM 中文

④EEPROM 中文

2. 常见内存条类型

（1）SDRAM 引脚数： 工作电压： 位宽：

（2）DDR 引脚数： 工作电压： 位宽：

（3）DDR2 引脚数： 工作电压： 位宽：

（4）DDR3 引脚数： 工作电压： 位宽：

3. 内存的性能指标

第三节 内存

内存负责存放当前CPU正在使用的数据和程序指令，以及处理后

的结果数据（所有运算信息）。现在的内存条主要由电路板、芯片颗

粒、SPD芯片和金手指四部分组成。

一、按照内存的读写方式分RAM和ROM两类

RAM：即随机存取存储器，RAM可以分为两种，一种是Dynamic

RAM(DRAM，动态随机存取存储器)，它具有集成度高、结构简单、功

耗低以及生产成本低等特点，主要应用在计算机的主存储器中，如内

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本文标签： 主板内存数据接口芯片